矿山地质勘察中水文地质研究

韩永东

摘要：随着人们对矿产资源的需求不断提升，在进行矿产开采的过程中还经常出现一些水文地质灾害，这些灾害主要表现在地质勘察上，其对地质矿产勘察的准确性和其他方面都产生非常严重的影响。因此这就需要在进行矿山地质勘察的过程中，选取适当的技术手段，有效减少在地质勘察中出现的灾害，促使矿产开采更加顺利的进行。

关键词：矿山；地质勘察；水文地质；问题；预防措施

引言：地下水既是构成岩土体的重要组成部分，直接影响岩土体的矿山特性，成为改变岩土体特征的因素之一，直接影响建筑物的稳定性和耐久性。由于矿山勘察中对水文地质条件调查、研究的不深入以及没有足够的重视，导致地下水引起的各种岩土矿山危害时有发生。为此，正确评价地下水对岩土工程和建筑物的影响，避免其对矿山造成不必要的损失和危害。

一、矿山水文地质的分类

矿山的一切采掘行动起始于矿山的地质调查和勘探，只有地质调查和勘探工作做好了、做细了，后面的采掘行动才能够有技术的支撑和安全的保障。而矿山水文地质调查又是矿山地质调查的重要组成部分，它的详细与否、准确与否直接关系着矿井的水害防治，所以，在矿山采掘活动中必须要矿山水文地质调查工作做到位。

为了有针对性地做好矿井水文地质条件的评价工作，一般来说，我们可以根据受采掘破坏或影响的含水层性质、富水性及补给条件，单井年平均涌水量和最大涌水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度等影响指标，把矿井水文地质划分为简单（根据矿井的具体情况，进行正常的水文地质工作）、中等（根据开采需要，进行一些单项的水文地质补充调查、勘探、试验、动态观测和正常的井下水文地质工作）、复杂（根据各矿的特点和开采需要，参照中等型矿山的要求进行工作）、极复杂（必须按照水文地质特点和开采需要进行补充调查、勘探和专门试验，建立井上、下水动态观测网，坚持长期观测，健全观测资料台帐和历时曲线等）四个类型。

二、地质勘察中水文地质的若干问题

1、地下水问题

水位地质勘察中的地下水问题是比较突出的问题，对于这一问题要能得到充分重视。在地下水的问题上主要体现在潜水位的上升层面，因为潜水位的上升有着诸多危害存在，一旦这一问题存在就会对地基产生软化作用，这样就将粘性土的含水量大大的增加，从而在岩土的强度就因为含水量的增加而降低，对建筑工程就会造成沉降以及变形的危害。还有是潜水位上升会使得地基隆起，以及在两侧出现位移的情况，这样就会使得建筑基础存在着上浮的问题，对建筑的稳定性就带来了很大的危害。同时，也会使得岩土体的力学性能因此而降低。

另外，水文地质勘察过程中的地下水问题还体现在水位下降层面。在这一过程中也会有着诸多危害，如果是水位下降，对岩土的密度就势必会造成相应的影响，对土体的承载力就会大大增加，这样就比较容易造成地面的沉降以及坍塌问题的出现。还有就是在水位下降的时候比较对木桩的质量带来影响，容易造成木桩的腐烂问题发生。再有是水文的下降会使得含盐层发生溶解，并且会对建筑物造成相应的破坏，同时，由于地下水的下降，就会对岩土的膨胀收缩的概念大大增加，最终就会造成地裂的问题发生。

2、岩土体变形

（1）矿山地面和采空区塌陷。地面塌陷主要发生在地下以井巷开采的矿山。在矿山采空区，若保留矿柱不足，或因矿柱受损而失去支撑能力，就会造成地面塌陷。特别是那些矿体埋藏较浅，产状较平缓的矿区（如煤矿），地面塌陷现象更为常见。

（2）采矿场边坡失稳、滑坡与岩崩。主要原因是不合理开采如采剥失调、边坡角度过陡等造成，这种灾害多发生在露天开采的非金属矿山和建材矿山。

（3）坑内岩爆。坑内岩爆又称矿山冲击，这是因矿坑周边和顶底板围岩，在受到强大的地壳应力作用而被强烈压缩，一旦因采掘挖空出现自由面，即有可能产生岩石地应力的骤然释放，导致岩石大量破裂成碎块，并向坑内大量喷射、爆散，给矿山带来危害和灾害。

（4）采矿诱发地震。

（5）场库失稳。

三、地质勘察中水文地质问题的解决策略

1、地下水问题解决策略

对水文地质的勘察过程中地下水问题的解决，要能从多方面加以考虑并实施措施。首先要能对水文地质的勘察评价内容进行明确化，由于对地下水的影响因素比较多样化，所以要能对这些影响因素的评价能够明确化。并要能结合实际来制定相应的措施和处理方案。在进行勘察的基础上对水文地质资料准确的加以提供，要能在勘察报告当中，对水文地质勘察基础设计以及矿山生产相紧密结合，进行综合性的加以评价。

为能够有效保证水文地质勘察中分析的科学合理性，就要能对相应的措施得到科学性的应用。要能够对地下水活动对岩土体产生的一些作用的分析也要能够详细化实施。只有将这些得到了充分重视，才能真正保障地下水问题的解决。

水文地质勘察中地下水问题的解决，要能構建科学化的地下水勘察机制。在机制的科学完善建立下，就能对水文地质勘察的效果良好呈现起到积极保障作用。只有在机制的建立上能得到完善性的建立，才能对实际的变化得到有效适应。并能最大程度的将地下水的问题得到有效解决。不仅如此，还要能够充分的强化地下水地质勘察的技术含量，将一些先进的技术在勘察中得到充分的应用。

对水理性质研究工作要能得到充分重视和进一步的加强研究。由于岩土水理性质是在岩土以及地下水相互作用下进行显示的，这就对水文地质的勘察带来一定的影响。通过理论的研究加强，能够充分的了解地下水的问题存在的原因，有利于对实际问题的有效解决。

2、矿山采空区地质灾害防治

矿山深处是矿山地质灾害的多发区，在进行勘察工作时，通常采用物理勘察方法，即高密度电阻率法、视电阻率法及瞬变电磁法。高密度电阻率法就是指把矿山地质中的岩土导电性差异作为基础的一种物探方法，主要对一些采空区的地下水系进行勘察；视电阻率法与导体材料性质密切相关，正常情况下，金属矿山是一种良性导电体，呈现出流化物矿体形态，电阻率通常较低，由于空气的性质为绝缘高阻，可以看出硫化物矿体和空气电阻率之间存在明显差异，因而就充分利用了二者之间的物理差异性，探明采空区；采用瞬变电磁法时，由于接地线源和不接地回线能够像底层下方发送一次脉冲电磁场，当一次脉冲电磁场出现间歇时，可以利用线圈或者接地电极对地下二次涡流的变化情况进行观测，最终实现地质勘察目的，瞬变电磁法具有探测距离远、探测速度快信号强及分辨率高等特点，因而在矿山采空区地质灾害防治中得到了广泛应用。

3、矿山地质灾害的防治措施

当明确了采空区的详细位置之后，针对矿山采空区地质灾害的防治措施通常包含以下三种：一是进行采矿的进程中，进行采空区的回填工作；二是针对一些存在坍塌隐患的地方设置预警策略，针对矿区现有的建筑实施对应的预防策略；三是矿山的设计与开采应当尽量避免城市建筑与重要设施。

第一，运用3S技术，加强对矿山灾害预测的能力。在矿产开发的时候，不可避免的对对矿洞挖深，抽调地下水，这其实就是在破坏环境，我们要做的就是控制住这种趋势，以免过多的破坏带来巨大的损失，GPS技术可以精确的定位灾害发生地点；RS技术可实时对矿区的形态，破坏程度监控；GIS技术可对灾害信息有效分析，方便施工人员掌握矿区信息。

第二，保护矿山环境的政策。实践证明，要保持对自然环境的良好的状态，一个适当的政策方针是必不可少的，政策的出现可促使人们有意识的在开发和利用的过程中进行“合理开发，合理利用”的思想，有效的政策，如“谁污染，谁治理”能够强制性的规范单位对资源的开发过程。

第三，建立完善的矿山环境保护体系。整个体系应该覆盖调查、勘察、开发、评价和后续的管理过程，对整个开采构成予以正规化、专业化、规范化，确保每个开采单位对整个体系的遵守。这就要求整个体系标准要统一、适用范围广，才能够完成交互的需要。

结语：受多方面因素影响，水文地质勘探工作的开展经常无法依照相关规范、标准执行，造成报告中的数据将会与实际情况存在差异，从而增添了矿山工程的难度。因此在矿山水文工作中需要对前人的工作加以总结并合理应用，对存在遗漏的地方要及时补充，在掌握矿山实际情况的基础上设计出合理的防治水方案。

参考文献

[1]李坚.岩土工程勘察中的水文地质问题分析[J].中国新技术新产品，2014，32（8）：74-76.

[2]陈晓红.刍议水文地质岩土工程勘察设计和施工[J].环球人文地理，2016，23（4）：53-55.

[3]陈敏进.浅析水文地质岩土工程勘察设计及施工[J].低碳世界，2015，21（3）：142-143.

[4]黎惠挺，歐钊，何深龙等.水文地质岩土工程勘察设计及施工[J].城市建设理论研究（电子版），2015，15（13）：1502-1504.